用于eWLB封装中的换能器的系统和方法技术方案

本发明专利技术公开用于eWLB封装中的换能器的系统和方法。根据实施例，一种传感器封装包括：电绝缘基板，所述电绝缘基板包括位于其中的腔体；环境传感器；集成电路管芯，其被嵌入在所述电绝缘基板中；以及多个导电互连结构，其将所述环境传感器耦合到所述集成电路管芯。所述环境传感器被所述电绝缘基板支撑并被邻近所述腔体布置。

System and method for transducers in eWLB packages

The present invention discloses systems and methods for transducers in eWLB packages. According to one embodiment, a sensor package includes: an electrically insulating substrate, the dielectric substrate includes a cavity in which the environment; sensor; integrated circuit chip, which is embedded in the insulating substrate; and a plurality of conductive interconnect structure, the environment sensor coupled to the integrated circuit tube core. The environmental sensor is supported by the electrically insulating substrate and arranged adjacent to the cavity.

【技术实现步骤摘要】
用于eWLB封装中的换能器的系统和方法
本专利技术一般地涉及装置和封装，并且在特定实施例中涉及用于嵌入式圆片级球栅阵列（eWLB）封装的系统和方法。
技术介绍
在传感器中常常使用将信号从一个域变换到另一域的换能器。被用作传感器的常见换能器是将压力差和/或压力改变变换成电信号的压力传感器。压力传感器具有许多应用，包括例如大气压感测、高度感测以及天气监测。基于微机电系统（MEMS）的传感器包括使用微加工技术产生的一系列换能器。MEMS（诸如MEMS压力传感器）通过测量换能器中的物理状态的改变并传输信号以由连接到MEMS传感器的电子装置处理来从环境收集信息。可以使用与用于集成电路的那些技术类似的微加工制造技术来制造MEMS装置。例如，MEMS装置可以被设计成起气体传感器、振荡器、谐振器、加速度计、陀螺仪、压力传感器、麦克风和/或微镜的作用。许多MEMS装置将电容性感测技术用于将物理现象转换成电信号。在此类应用中，传感器中的电容改变被使用接口电路变换成电压或电流信号。其他MEMS装置将电阻性感测技术用于将物理现象转换成电信号。在此类应用中，传感器中的电阻改变被使用接口电路变换成电压或电流信号。一种类型的示例装置是气体传感器。某些气体传感器通过气体敏感层来测量电阻。例如，湿度传感器可以通过从空气吸收水分的敏感层来测量电阻。随着水分被吸收到敏感层中，层的电阻基于湿度而更改。此类湿度传感器还可以包括供气体传感器使用的加热元件。针对与外部环境交互的换能器，装置封装可以影响性能。例如，装置封装可以提供到外部环境的开口和到装置封装内的各种感测装置（诸如气体传感器）的结构耦合或支撑。此类结构支撑或装置封装的实施方式为具有扩展性能特性的创新实施方式提供机会。
技术实现思路
根据实施例，一种传感器封装包括：电绝缘基板，所述电绝缘基板包括位于其中的腔体；环境传感器；集成电路管芯，其被嵌入在所述电绝缘基板中；以及多个导电互连结构，其将所述环境传感器耦合到所述集成电路管芯。所述环境传感器被所述电绝缘基板支撑并被邻近所述腔体布置。附图说明为了更全面地理解本专利技术及其优点，现在参考结合附图得到的以下描述，在所述附图中：图1图示实施例封装装置的系统框图；图2A、2B、2C、2D、2E、2F、2G、2H和2I图示用于实施例封装装置的处理阶段的横截面视图；图3A、3B、3C、3D、3E和3F图示用于实施例封装装置的处理阶段的横截面视图；图4A、4B、4C、4D、4E和4F图示用于实施例封装装置的处理阶段的横截面视图；图5A、5B、5C、5D、5E、5F、5G、5H和5I图示用于实施例封装装置的处理阶段的横截面视图；图6图示形成实施例封装装置的实施例方法的流程图图解；以及图7图示形成另一实施例封装装置的另一实施例方法的流程图图解。不同图中的相应数字和符号一般地指代相应部分，除非另外指示。图被绘制以清楚地图示实施例的相关方面，并且未必按比例绘制。具体实施方式下面详细地讨论各种实施例的获得和使用。然而，应领会到的是本文中描述的各种实施例能应用在各种各样的特定背景下。所讨论的特定实施例仅仅说明用以获得和使用各种实施例的特定方式，并且不应在有限的范围内解释。描述是关于特定背景下的各种实施例进行的，即气体传感器，并且更特别地嵌入式圆片级球栅阵列（eWLB）中的MEMS气体传感器。本文中描述的各种实施例中的某些包括eWLB封装、气体传感器、MEMS气体传感器、嵌入式加热元件、无硅eWLB基板封装以及eWLB封装中的没有硅基板的MEMS气体传感器。在其他实施例中，还可以根据如本领域中已知的任何方式将各方面应用于其他应用，所述其他应用涉及到具有任何类型的装置封装的任何类型的传感器或换能器。在各种实施例中，气体传感器包括加热元件。例如，可以使用加热元件来将气体传感器重置，诸如通过蒸发吸收的气体，或者可以使用加热元件以便增加气体传感器的感测速度。在此类实施例中，当使用加热元件对敏感材料加热时，可以减小用于使用敏感材料感测某种气体的浓度的时间段。针对各种气体传感器，在加热元件附近的半导体基板（诸如硅基板）可以起用于加热元件的散热器的作用。此类结构可以导致浪费的能量或有限的性能。因此，根据各种实施例，在没有半导体基板的封装中形成或布置气体传感器。根据各种实施例，一个或多个MEMS气体传感器被封装于eWLB封装中，该eWLB封装具有直接地在eWLB封装的模塑料（moldingcompound）中形成的腔体。所述一个或多个MEMS气体传感器紧挨着腔体形成。在此类实施例中，MEMS气体传感器未被附着到半导体基板（其包括在基板中的腔体），而是替代地被eWLB封装的模塑料支撑，其包括邻近或接触MEMS气体传感器的腔体。在某些此类实施例中，没有加热元件和气体敏感层附近的半导体基板的MEMS气体传感器可以由于封装装置的减少的热容量而包括改善的性能特性。图1图示实施例封装装置100的系统框图，所述实施例封装装置100包括MEMS传感器102、专用集成电路（ASIC）104和封装108。根据各种实施例，MEMS传感器102包括一个或多个MEMS传感器单元。在特定实施例中，MEMS传感器102包括多个环境传感器，诸如八个环境传感器单元，如例如示出的那样。在某些实施例中，MEMS传感器102的环境传感器单元是气体传感器。在替换实施例中，MEMS传感器102的环境传感器单元是例如高度或压力传感器。MEMS传感器102通过电接口112与ASIC104以电学方式通信。此外，MEMS传感器102通过封装108中的开口106与周围环境流体连通。根据各种实施例，封装108是支撑并包括MEMS传感器102和ASIC104的晶片。在特定实施例中，封装108是可以通过施加于MEMS传感器102和ASIC104的嵌入过程形成的嵌入式晶片。在此类实施例中，可以将封装108形成为包括MEMS传感器102和ASIC104的eWLB封装。因此，封装108可以包括嵌入材料，其围绕MEMS传感器102和ASIC104而同时提供用于MEMS传感器102与周围环境之间的流体连通的开口106。根据各种实施例，开口106被示意性地描绘，并且其可以包括相对于MEMS传感器102遍及整个封装108布置的多个开口，并且特别地其可以包括用于MEMS传感器102内的每个传感器单元的开口。此外，在某些实施例中，开口106包括膜110。在某些实施例中，膜110是气体可渗透而液体不可渗透的。因此，在某些实施例中，封装装置100可以称为防水的。例如，在特定实施例中，膜110包括气体可渗透的疏水结构。膜110的结构还可以是疏油或疏脂的。因此，在各种实施例中，膜110可以允许气体穿过开口106，同时阻止或限制液体通过开口106。在替换实施例中，省略了膜110。在各种实施例中，在气体，诸如例如水蒸气、一氧化碳或二氧化碳穿过开口106时，MEMS传感器102可以感测这些气体的浓度。在特定实施例中，MEMS传感器102包括用于不同气体类型诸如例如水蒸气、一氧化碳以及二氧化碳的不同传感器单元。可以用对不同特定气体敏感的不同功能元件来实现用于不同气体类型的传感器单元。例如，在MEMS传感器102中包括八个传感器单元的实施例中，MEMS传感器102可以对八个本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种传感器封装，包括：电绝缘基板，所述电绝缘基板包括位于其中的腔体；环境传感器，其被所述电绝缘基板支撑并被邻近所述腔体布置；集成电路管芯，其被嵌入在所述电绝缘基板中；以及多个导电互连结构，其将所述环境传感器耦合到所述集成电路管芯。

【技术特征摘要】
2016.03.31 US 15/0865731.一种传感器封装，包括：电绝缘基板，所述电绝缘基板包括位于其中的腔体；环境传感器，其被所述电绝缘基板支撑并被邻近所述腔体布置；集成电路管芯，其被嵌入在所述电绝缘基板中；以及多个导电互连结构，其将所述环境传感器耦合到所述集成电路管芯。2.权利要求1所述的传感器封装，其中所述腔体包括在所述电绝缘基板中的多个腔体；所述环境传感器包括多个环境传感器，所述多个环境传感器中的每个环境传感器被所述电绝缘基板支撑并被邻近所述多个腔体中的一个腔体布置；并且所述多个导电互连结构将所述多个环境传感器耦合到所述集成电路管芯。3.权利要求2所述的传感器封装，其中，所述多个环境传感器包括多个气体传感器。4.权利要求3所述的传感器封装，其中，所述多个气体传感器中的每个气体传感器包括被暴露于所述多个腔体中的一个腔体的气体敏感层。5.权利要求2所述的传感器封装，其中，所述多个腔体中的每个腔体通过所述电绝缘基板从所述电绝缘基板的第一表面延伸至所述电绝缘基板的第二表面，所述第一表面与所述第二表面相对。6.权利要求5所述的传感器封装，还包括覆盖所述多个腔体的在所述电绝缘基板的第一表面上的盖层，所述盖层包括在流体上耦合到所述多个腔体的多个开口；并且其中，所述多个环境传感器被布置在所述电绝缘基板的第二表面处。7.权利要求6所述的传感器封装，其中，所述多个开口包括疏水开口。8.权利要求2所述的传感器封装，其中，所述电绝缘基板包括模塑料。9.权利要求2所述的传感器封装，其中，所述电绝缘基板包括玻璃或陶瓷。10.权利要求2所述的传感器封装，还包括在所述多个导电互连结构上的结构支撑层。11.权利要求2所述的传感器封装，还包括：多个接触焊盘，其被耦合到所述多个导电互连结构；以及多个焊接元件，其被耦合到所述多个接触焊盘。12.权利要求11所述的传感器封装，其中，所述焊接元件被布置为球栅阵列（BGA）或连接盘栅格阵列（LGA）。13.权利要求2所述的传感器封装，还包括覆盖所述多个环境传感器的气体可渗透膜，所述气体可渗透膜包括疏水结构。14.一种形成传感器封装的方法，该方法包括：在载体基板上布置假图案化结构；在载体基板上布置集成电路管芯；将所述假图案化结构和所述集成电路管芯嵌入在电绝缘材料中；去除所述载体基板；邻近所述假图案化结构的第一表面形成环境传感器；通过使所述电绝缘材料薄化来使所述假图案化结构的第二表面暴露，所述第二表面与所述第一表面相对；以及通过刻蚀所述假图案化结构在所述电绝缘材料中形成腔体。15.权利要求14所述的方法，其中，形成所述环境传感器包括形成气体传感器。16.权利要求15所述的方法，其中，形成气体传感器包括形成具有面对所述假图案化结构的气体敏感层的气体传感器。17.权利要求15所述的方法，其中，形成气体传感器包括形成具有背对所述假图案化结构的气体敏感层的气体传感器。18.权利要求15所述的方法，其中，在所述载体基板上布置假图案化结构包括在所述载体基板上布置多个假图案化结构；邻近所述假图案化结构的第一表面形成气体传感器包括形成多个气体传感器，所述多个气体传感器中的每个气体传感器被邻近所述多个假图案化结构中的一个假图案化结构的第一表面形成；并且通过刻蚀所述假图案化结构在所述电绝缘材料中形...

【专利技术属性】
技术研发人员：A德赫，D卢高尔，D迈尔，S平德尔，
申请(专利权)人：英飞凌科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：德国,DE